Odpověď
Ionotropní receptory a metabotropní receptory jsou dvě třídyreceptorových proteinů, které neurony exprimují pro příjem neurotransmiterů. receptorový protein je každý protein, jehož primární funkcí je převádět vazbu molekulárního substrátu na nějaký signál nebo akci.Ionotropní receptory přímo předávají proud, když vážou substrát. na druhé straně metabotropní receptory přímo aktivují molekulární kaskády, když vážou substrát.
Ionotropní receptory
Ionotropní receptory jsou nejběžnější neurotransmiterové receptory.Protože jejich účinky jsou přímé, jsou rychlé a obecně velmi krátkodobé.
Příkladů je mnoho, ale patří mezi ně AMPA receptor, primární receptor pro primární excitační neurotransmiter glutamát, NMDA receptor, o kterém se předpokládá, že se podílí na učení a paměti, a GABA receptor, primární receptor pro primární inhibiční neurotransmiter GABA.
Všimněte si, že NMDA se podílí na učení a paměti, dvou procesech definovaných do značné míry jejich časovým rozšířením. NMDA receptor je schopen mít delší účinekprotože proud, který jím prochází, zahrnuje ionty vápníku. vápník je běžným 2. poslem v molekulárních kaskádách, takže tento proud může mítúčinky běžně spojované spíše s takovými kaskádami než s prostými proudy. podívejte se na „Poznámku k terminologii“ níže, kde najdete několik myšlenek o tom, co to znamená pro rozlišení mezi ionotropními a metabotropními receptory.
Metabotropní receptory
Metabotropní receptory mají mnohem rozmanitější účinky než ionotropní receptory,ale téměř všechny spadají do jedné genové rodiny: rodiny receptorů spřažených s G-proteinem. tyto proteiny se spojují se společným menším proteinem, G-proteinem, a uvolňují ho, když vážou svůj substrát. často se stává, že tyto kaskády zahrnují cyklické nukleotidy rodiny signálních molekul a/nebo fosforylaci proteinů.Protože musí aktivovat chemickou kaskádu, mají metabotropní receptory účinky v pomalejším časovém měřítku než ionotropní receptory. všimněte si však, že jsme viděli příklad ionotropního receptoru, který může mít účinky trvající velmi dlouhou dobu. podobně existují metabotropní receptory, jejichž kaskády pouze aktivují iontové kanály a způsobují změny napětí v řádu několika set ms.
Příkladem metabotropních receptorů jsou metabotropní glutamátové receptory (mGluR), které se podílejí na dlouhodobé synaptické depresi, a muskarinové acetylcholinové receptory (mAChR), jejichž role v centrální nervové soustavě je málo známá.
Odbočka k terminologii
Platón slavně navrhl definovat člověka jako „dvounožce bez peří“.Cynický filozof Diogenes na to stejně slavně reagoval oškubáním kuřete a výkřikem: „Hle! Přivedl jsem ti člověka.“
NMDA receptor† je pro naše definice stejně problematický jako kuře pro Platónovu definici. V jistém smyslu je jak ionotropní, tak metabotropní:prochází jím proud a tento proud náhodou přímo aktivuje molekulární kaskádu. to představuje problém, protože bychom rádi byli schopni rozdělit naše molekuly do nesouvislých množin.
Položil jsem tuto otázku (je NMDA receptor metabotropní nebo ionotropní?)na konferenci o neurovědách a ve vířivce se málem strhla hádka.Všichni se shodli, že je to hloupá otázka, ale na správné odpovědi se neshodli. pro biofyziky a specialisty na iontové kanály byl NMDA zjevně ionotropní, zatímco buněční a systémoví neurovědci považovali za stejně zřejmé, že NMDA je metabotropní.
Tak co má dívka tváří v tvář tomuto zmatku dělat? Utěšuji se citátem Ludwiga Wittgensteina, dalšího filozofa, tentokrát z 20. století. v citátu, který bohužel málo vystihuje jeho báječnou filozofii jazyka, řekl: „Hranice mého jazyka jsou hranicemi mého světa.“ To znamená, že svět sám o sobě prostě existuje, jména, žargon a symboly vem čert. My na něj svými slovy klademe umělé hranice, stejně jako národní státy kladou umělé hranice na Zemi, a pak předstíráme, že naše kategorie a nálepky jsou „přirozené“, ačkoli ve skutečnosti nejsou ničím jiným. Odrážejí svět, o němž se domníváme, že v něm žijeme, svět, v němž bychom chtěli žít, a měli bychom dbát na to, abychom byli upřímní.
† K této poznámce o terminologii ještě poznámka o terminologii:konvence pojmenovávat receptory podle chemické látky, která je v době objevu náhodou nejselektivnějším pojivem, je naprosto šílená. Žádný NMDA (ani AMPA!) v těle neexistuje,takže nazývat dotyčný protein „NMDA receptorem“ naprosto odporuje samotnému pojmu receptory^!
^ Ještě o úroveň hlouběji: zdá se mi, že pojem receptory chápe celou věc přesně obráceně. Tento termín pochází z doby, kdy biochemie byla ve svých technikách značně omezená a značně podceňovala složitost proteinů a sílu modelů z anorganické chemie. odkazuje na testy, při nichž se chemické látky promývají a jejich vazebné afinityse velmi chytře počítají. jejich role v buňce má s vazbou jako takovou pramálo společného. namísto pasivních receptorů jsou tyto molekuly detektory. proměňují signály v prostředí buňky ve fyzikální a chemické změnyv buňce. Všimněte si, že tím odpadá jakákoli potřeba dělat podivnosti a říkat věci jako „fotoreceptor“ nebo „mechanoreceptor“.